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根系分泌物是指植物生長過程中根系不同部位向生長介質中分泌或釋放的種類繁多的物質。這些物質包括低相對分子質量的有機物質、高分子的黏膠物質、根細胞脫落物及其分解產物以及氣體、質子和養分離子等。根系分泌物不僅數量可觀，而且作用很大。它是保持根際微生態系統活力的關鍵因素，也是根際物質循環的重要組成部分。根系分泌物顯著改變了根-土界面物理、化學和生物學性狀，因而對土壤中各種養分的生物有效性有着重要影響。影響根系分泌物的因素主要有環境脅迫、根際微生物、植物種類等。 [1]
中文名根系分泌物
發現者Plenk 1795;Decandolle 1830 [2]
影響因素養分脅迫；根際微生物；植物種類
所屬領域植物學、植物病理學
基本介紹
在植物生長發育過程中，根系不僅是吸收和代謝器官，從生長介質中攝取養分和水分，而且是強大的分泌器官，向生長介質中溢泌或分泌質子、離子和大量的有機物質，即根系分泌物(root exudates)。
根系分泌物在土壤結構形成、土壤養分活化、植物養分吸收、環境脅迫緩解等方面都具有重要作用，對根系分泌物的研究是植物營養、化感作用、生物污染脅迫、環境污染修復等研究領域的重要內容，受到國內外學者的普遍關注。 [3]
主要分泌物
（1）碳水化合物
葡萄糖、果糖、蔗糖、木糖、麥芽糖、鼠李糖、阿拉伯糖、棉子糖、低聚糖等；
（2）氨基酸
亮氨酸 異亮氨酸、纈氨酸、r-氨基丁酸、穀氨酰胺、α-丙氨酸、天冬酰胺、色氨酸、穀氨酸、天冬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、苷氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、脯氨酸、蛋氨酸、色氨酸、絲氨酸、β-丙氨酸、精氨酸等；
（3）有機酸
酒石酸、草酸、檸檬酸、蘋果酸、烏頭酸、丁酸、戊酸、玻珀酸、延胡索酸、丙二酸、乙醇酸、乙酸、丙酸、羥基乙酸等；
（4）酶
硫酸酶、轉化酶、澱粉酶、蛋白酶、多聚半乳糖醛酸酶、吲哚乙酸氧化酶、硝酸還原酶、蔗糖酶、尿酶、接觸酶等；
（5）其他化合物
生物素、硫胺素、泛酸(鹽)、煙酸、膽鹼、次黃(嘌呤核)苷、對-氨基苯酸、氨基末端甲基煙酸生長素、脫氧-5-黃酮、類黃酮、異類黃酮等。
- 根系分泌的五類毒素
影響因素
（1）植物自身特性
根系分泌物不僅在不同種屬植物間存在顯著差異,即使同種植物,在不同的生長發育時期或生長環境下,根系分泌物組成和含量也會發生改變。
（2）環境因素
植物根系分泌物的種類和數量在很大程度上受光照、溫度、營養狀況及根際微生物組成等外界因素影響。
（3）根際微生物
根際微生物是影響根系分泌物的重要因素。根系分泌物是根際微生物營養物質的主要來源,外界環境因素改變導致根系分泌物組成的變化分最終影響根際微生物類群的結構。反過來,根際微生物類群的變化又對植物根系分泌物的組成和分泌量產生影響。[4]
重要作用
1 對植物礦質營養吸收的影響
根系分泌物中某些有機酸(如檸檬酸、酒石酸等)是良好的金屬活化劑,它們在根際難溶性養分的活化和吸收等方面具有積極作用。在植物根際土壤中,根系分泌物通過酸化、螯合、離子交換或還原等途徑將難溶性物質轉化為可被植物吸收利用的有效養分,從而提高根際土壤養分的有效性,進而促進了植物的生長發育。
2 對植物重金屬毒害的緩解作用
根系分泌物對重金屬脅迫的調節主要表現在:
- 提高根際土壤pH值。
- 改變根際土壤氧化還原狀態。
- 利用根系分泌物吸附或螯合重金屬。
3 對鄰近植物的化感作用
植物根系分泌物還能抑制其他植物的生長。
4 對土壤理化特性的影響
在植物的生長發育過程中,根系分泌物不僅能夠影響土壤中養分的有效性、重金屬的吸收與轉運,而且還可以改變根際土壤的理化特性。
5 對根際微生物種群結構的影響
根系分泌物中豐富的糖類、氨基酸及維生素等為植物根際微生物的生長和繁殖提供了充足的營養,同時也影響着土壤微生物的種類、數量及其在植物根際的分布。
相關介紹
根系分泌物是一個古老而又年輕的研究領域，早在18、19世紀，Plenk（1795）；Decandolle發現根系分泌物對鄰近植株有促生和抑制作用。Halsted在1888年的報道加深了對根際效應的認識，他發現細菌在苜蓿根尖周圍的聚集是由於根系分泌的刺激物質導致的。
1904年，Hiltner提出了根際的概念，並認為根系分泌物是引起根際土壤與非根際土壤理化性質差異的主要原因，此後對根系分泌物的研究逐漸展開，但並未引起人們的普遍關注。直到20世紀50年代，研究者認識到根系分泌物與固氮菌的互利關係時，此領域的研究才日益被人們重視起來；但由於當時測試手段和實驗條件的限制，起初有關分泌物研究方法的進展非常緩慢，而隨着顯微技術的廣泛應用，促使根系分泌物的研究發展迅速。
20世紀70～90年代，隨着現代儀器分析方法的飛速發展，並且伴隨着根系分泌物在植物營養、設施園藝、農業生與環境等領域的廣泛應用，根系分泌物的研究掀起了一個新的高潮。[5] 尤其近十幾年，根際微生態學的研究已獲得較大成就，「根際」這一特殊區域成為研究的熱點，根系分泌物與根際微生物間相生相剋(Allelopathy)關係的研究就是其中的一個重要方向。
隨着相關學科，如微生物學、植物病理學、植物學、分子生物學、土壤學、植物生理學、生態學、遺傳學等學科的發展和研究技術的不斷改進，國內外學者在不同植物根系分泌物的種類、影響因素、分泌機制、檢測方法，以及根系分泌物與根際微生態環境之間相互作用等方面的研究都有很大的進展。
視頻
Salon教授：根系表型設施及應用
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